智能制造國內外發展現狀和形勢對比

智能制造國內外發展現狀和形勢對比

裝備制造業是制造業的核心和支柱，是社會經濟發展的基礎性產業，是各行業產業升級、技術進步的基礎條件。高度發達的裝備制造業是實現工業智能化的必要條件，也是一個國家的技術水平和綜合國力的集中體現。經過幾十年的發展，中國裝備制造業已形成門類齊全、產業規模龐大的產業群，少數產品已達到世界領先水平，取得了不錯的成績，但仍需意識到我國傳統裝備制造業還面臨高端核心技術依賴國外進口、技術創新體系不健全以及產品產能過剩等問題。

如今中國智能制造快速發展，為傳統制造業的升級提供了良好契機。加快推進裝備制造業智能化，建立完備的智能制造裝備產業體系，是落實工業化和信息化深度融合戰略的重要舉措。以智能制造帶動裝備制造業智能化升級，再以裝備制造業智能改造推動智能制造在全行業普及，可以更好地達成我國的制造強國夢。

智能制造發展的主要領域

分析智能制造發展現狀可知，智能制造的集成創新和應用示范主要聚焦感知、控制、決策、執行等核心關鍵環節；通過推進產教研用聯合創新，攻克關鍵技術，提高質量和可靠性；通過集成開發一批重大成套裝備，推進工程應用和產業化。以下六大領域是智能制造的重點研發方向。

智能數控機床

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智能傳感器

智能物流倉儲

智能檢測與裝配裝備

國內外發展現狀和形勢

制造業強國發展狀況

20世紀80年代，工業發達國家已開始對智能制造進行研究，并逐步提出智能制造系統和相關智能技術。進入21世紀，網絡信息技術迅速發展，實現智能制造的條件逐漸成熟。在國際金融危機之后，虛擬經濟出現泡沫，傳統制造業強國開始將重心轉回實體制造，頒布了一系列發展智能制造的國家戰略（表1），期望以發展制造業刺激國內經濟增長，鞏固大國地位。

美國：先進制造業伙伴計劃，重塑工業競爭力

美國通過先進制造業伙伴計劃重新規劃了本國的制造業發展戰略，投入超過20億美元研究先進工業材料、創新制造工藝和基于移動互聯網技術的第三代工業機器人，希望通過發展先進制造業，實現制造業的智能化升級，保持美國制造業價值鏈上的高端位置和制造技術的全球領先地位。美國智能制造現階段重點研究領域及內容：

智能機器人：結合互聯網技術，增加機器人的交互能力；

大數據和數據分析：開發可解讀并分析大量數據的軟件和系統；

信息物理系統和系統集成：開發大規模生產系統，實現高效靈活的實時控制和定制；

可持續制造：通過綠色設計，使用環保材料，優化生產工藝，開發可提高資源利用率、減少環境有害物質排放的生產體系；

增材制造：將3D打印技術應用于部件和產品制造，減少產品開發和制造的時間與成本。

歐盟：數字化歐洲工業計劃，推進工業數字化進程

德國：工業4.0，構建智能生產系統

2013年，德國正式發布《保障德國制造業的未來：關于實施“工業4.0”戰略的建議》，并將工業4.0上升為國家級戰略，期望做第四次工業革命的領導者，得到各界的支持。該計劃是一項全新的制造業提升計劃，其模式是通過工業網絡、多功能傳感器以及信息集成技術，將分布式、組合式的工業制造單元模塊構建成多功能、智能化的高柔性工業制造系統；將在生產設備、零部件、原材料上裝載可交互智能終端，借助物聯網實現信息交互，實時互動，使機器能夠自決策，并對生產進行個性化控制；同時，新型智能工廠可利用智能物流管理系統和社交網絡，整合物流資源信息，實現物料信息快速匹配，改變傳統生產制造中人機料之間的被動控制關系，提高生產效率。

日本：創新工業計劃，鞏固自動化生產強國位置

國內發展狀況

我國對智能制造的研究開始于20世紀80年代，已取得了一些成果，但研究規模一直較小，沒有形成完整的研究體系。新世紀金融危機爆發后，各國經濟衰退，引發了各國政府對制造業的重新關注，我國政府及企業也逐漸加大了對智能制造的關注和投入。從最開始的《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》到2015年《中國制造2025》的正式發布，國家發展智能制造產業的政策逐步完善。這些政策都以發展先進制造業為核心目標，旨在提升制造業的核心技術，逐步達成我國的制造強國夢。快速發展的網絡信息技術和先進制造技術為推進我國智能制造發展提供了良好的條件，提高了我國的制造業智能化水平。我國自主研發的多功能傳感器、智能控制系統已逐步達到世界先進水平。工業機器人、智能數控機床和自動化成套生產線等智能裝備制造技術也取得了較大進步，并逐步形成了完整的智能裝備產業體系。智能制造裝備和先進工藝技術在重點行業不斷普及，離散型制造行業的智能裝備應用、流程型制造行業的工藝流程控制和制造執行系統使制造企業生產效率大幅提高。通過在代表性制造企業推行智能制造技術和設備，逐漸形成了一些可復制推廣的智能制造應用模式，為今后深入推進智能制造奠定了一定的基礎。

我國裝備制造業是新中國成立后才開始起步的，經過改革開放四十年來的扶持與發展，其工業體系和相關產業鏈逐漸完善，取得了許多優秀成績，從之前的低端制造業慢慢向中高端拓展，在規模和水平上都有了長足的進步，目前已發展成為結構體系完整、具有較高水平、具備國際競爭力的國民支柱性產業，為我國工業、經濟和國防建設做出了十分重要的貢獻。

從總體上講，我國裝備制造業發展明顯加快，形成了具備較好物質技術基礎的獨立工業體系，重大技術裝備自主化水平顯著提高，國際競爭力進一步提升。雖然取得了一些研究成果，但是根據國內裝備制造業智能化的實際應用情況來看，智能化只是解決了制造效率低和精度低的問題，沒有達到智能制造應用的設計水平。產品在市場上的競爭力偏弱，市場供求關系仍存在較大偏差。與裝備制造業強國相比，我國裝備制造業綜合競爭力依舊較弱。在智能化過程中，存在缺乏核心技術自主創新能力、標準體系不夠完善、軟件與信息技術發展較弱、缺少行業優秀企業領導和相關先進制造服務業支持等問題。因此，我國的裝備制造業智能化發展要從實際國情出發，借鑒國外發展的優秀經驗，規劃發展的長期路線，抓住全球制造業重新布局的戰略機遇，總結出適合中國的發展道路。

我國裝備制造業智能化發展需要解決的問題

通過對我國裝備制造業智能化關鍵技術裝備、核心支撐軟件、工業互聯網等方面的分析，對工業強國的對比，以及對六大重點研發領域的展望，針對我國裝備制造業發展智能化可總結出以下四點問題。

自主創新能力不強，核心技術對外依存度較高

智能裝備制造標準化普及不夠，企業建設沒有統一標準

裝備制造業智能化過程中所需的各種信息集成軟件、設備關鍵部件接口、信息網絡端口等，都需要統一連接標準，以實現網絡間信息的順利對接。而中國企業大多注重發展技術，忽略了設備和技術管理的標準化。由于廠商不同，國內大部分傳統制造業的自動化系統技術參數缺乏統一標準，導致網絡之間、設備之間存在嚴重的異質異構問題。盡管智能制造的發展帶來了新的生產模式，企業對智能制造的生產組織方式和商業運營模式卻沒有統一的管理標準。2015年，工業和信息化部、國家標準化管理委員頒布了智能制造相關標準建設指南，但由于我國制造業的發展不均衡，標準化普及做得并不好，依然會出現標準缺失、滯后以及交叉重復等問題。

工業大數據應用價值未充分挖掘

在裝備制造業智能化的過程中會產生大量數據，企業通過對這些數據進行分析，充分挖掘工業大數據的價值，可優化企業生產、服務和商業模式，為企業智能化提供重要驅動力。工業大數據的分析應用已被各國重視，德國工業4.0戰略信息互聯技術重點研究大數據分析和工業數據交換，歐盟數字化歐洲工業計劃也花巨資打造了數字創新中心，以提升工業大數據在工業智能化中的應用。但這些數據由傳感器、物聯設備、生產經營業務數據、外部互聯網數據組成，數量巨大、來源分散又格式多樣，很難得到有效利用。而我國對工業大數據的應用才剛起步，存在核心技術體系不完善、數據整合缺乏統一標準、專業數據服務匱乏等問題。

智能裝備制造相關的現代服務業發展滯后

良好的現代服務業是制造業智能化發展的重要驅動，具備完整體系的先進制造服務業對制造業的升級發展有極為重大的作用。智能裝備制造實施過程中，智能流程設計、智能監控技術、智能信息集成管理軟件等都需要相關現代服務業的支持。而國內在先進生產性服務業的附加值和技術水平方面，與工業發達國家相比還存在一定差距。主要表現在以下幾個方面：一是智能制造服務業市場沒有完全打開，相關政策體系不夠完善，市場化程度低；二是相比于制造服務業，傳統服務業占比過大，存在供給過剩情況，而先進生產性服務產業比例偏小，又存在嚴重供給不足的問題；三是智能制造專業人才培訓服務體系發展滯后，相關先進制造服務業人才缺乏，無法滿足智能制造技術性人才需求。

對我國裝備制造業推行智能化的建議

深入產教研結合，搭建創新研究基地

大力推行智能裝備制造相關技術與管理的標準化

推行裝備制造業智能化，標準要先行。智能裝備制造深度融合并集成了信息技術和先進制造，具有較強綜合性，是一種新的生產組織方式和商業模式。成體系地推進裝備制造業智能化標準制定、提升標準，對產業生態系統升級的整體支撐和引領作用十分必要。政府在行業標準的推行過程中，應該根據實際發展情況，把握建設的總體要求、建設思路、建設內容和組織實施方式，從生命周期、系統層級、智能功能等多個維度去構建參考模型和體系框架。從產教研三方角度共同為行業發展需要的關鍵元器件、系統軟件端口等重要技術制定標準。由政府主導，逐步強制推行，應用于產業生態鏈的各個階段，以打造完善的智能化綜合標準技術體系，并充分發揮標準化的基礎性和引導性作用，指導當前和未來一段時間內智能裝備制造標準化工作。

建設數字服務中心，加強工業大數據應用

發展現代智能裝備制造服務業

隨著智能制造的進一步推廣，裝備制造業智能化升級對先進制造服務業的需求越來越大。智能裝備制造服務業在現代服務業的比重越來越高，在發達國家占比高達70%，我國也應該重視相關高端服務業的發展，增加服務業對智能制造的支持。針對我國智能裝備制造服務業發展滯后問題，可以從下面三個方向開展工作：一是打造智能生產網絡平臺，促進企業之間的信息資源共享及生產配置優化。對智能裝備制造服務業的發展給予適當的政策優惠，吸引更多企業加入，擴大相關現代服務業市場，為先進制造服務業提供良好的發展空間。二是建立先進制造服務業生態園，鼓勵、引導各方面社會資金投入，發展一批智能制造相關服務管理企業，為裝備制造業智能化技術和系統研發提供完善的支撐體系，同時做好生態園高端制造服務業科技知識成果的轉化服務。三是構建相關高端創新人才的培養和培訓服務體系，制定政策鼓勵相關人才培養，做好先進制造服務業的專業性人才輸送。

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